TWI492687B - 發光二極體燈條及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光二極體燈條及其製造方法
本發明涉及一種半導體結構，尤其涉及一種發光二極體燈條及其製造方法。
相比於傳統的發光源，發光二極體(Light Emitting Diode，LED)具有重量輕、體積小、污染低、壽命長等優點，其作為一種新型的發光源，已經被越來越廣泛地應用。
習知的發光二極體燈條一般包括電路板及位於電路板上的複數個發光二極體，所述發光二極體的底面呈平面狀，且底面上凸設有焊點。製作該發光二極體燈條是採用表面貼片技術將發光二極體電連接於電路板上。此過程一般是先將錫膏塗抹在發光二極體下表面的焊點上，再利用打件機將發光二極體置於電路板上並將焊錫對準電路板電連接區域，最後藉由回流焊處理完成電連接。然而在打件過程中可能會出現打件位置不準確使得發光二極體歪斜或偏移；在回流焊處理過程中，焊錫的熔化也會導致發光二極體產生漂移，致使完成表面貼片的發光二極體的位置通常會變得雜亂無章，從而無法達到客戶的標準並影響燈條成品的整體性能。
有鑒於此，有必要提供一種能夠校準發光二極體排列的發光二極體燈條及其製造方法。
一種發光二極體燈條，包括發光二極體及承載該發光二極體的電路板，該發光二極體下表面設有焊點，該電路板上塗覆有防焊層，所述發光二極體與該防焊層之間設有第一卡持部及可供第一卡持部卡持定位的第二卡持部。
一種發光二極體燈條製造方法，包括以下步驟：提供發光二極體，該發光二極體下表面設有焊點，發光二極體下表面設有第一卡持部；提供電路板，該電路板上塗覆有防焊層，該防焊層分隔形成複數個防焊墊，相鄰防焊墊之間形成可供發光二極體的焊點連接的焊接區，至少一防焊墊上設有第二卡持部；將發光二極體置於電路板上，發光二極體的第一卡持部與所述至少一個防焊墊的第二卡持部相互卡持而定位，且發光二極體的焊點與焊接區連接。
在發光二極體和電路板的防焊層之間設置第一卡持部和第二卡持部，有利於發光二極體在打件過程中精確定位和固定，避免在打件工序和回流焊工序中發生偏移而導致歪斜，進而影響發光二極體燈條成品的性能。
下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
10‧‧‧發光二極體
11‧‧‧基板
12‧‧‧電極
13‧‧‧發光二極體晶片
14‧‧‧封裝層
15‧‧‧凸塊
151‧‧‧斜面
152‧‧‧平面
16‧‧‧焊點
20‧‧‧電路板
21‧‧‧防焊層
22‧‧‧焊錫區
23‧‧‧凹槽
231‧‧‧側面
24‧‧‧防焊墊
30‧‧‧直角三角形
h‧‧‧高度
d‧‧‧底邊邊長
圖1為本發明一實施例的發光二極體燈條的剖面示意圖。
圖2為圖1中圈II的放大圖。
圖3為本發明一實施例的發光二極體燈條的製造方法的流程圖。
請參見圖1，本發明一實施例提供的發光二極體燈條，包括發光二極體10及承載發光二極體10的電路板20。
所述發光二極體10為發光二極體封裝結構，其包括基板11、設置於該基板11上的電極12、裝設於基板11上的發光二極體晶片13以及覆蓋發光二極體晶片13於基板11上的封裝層14。
所述基板11大致呈板狀，其下表面上設有第一卡持部。本實施例中，該第一卡持部為從基板11的下表面向下延伸的一個凸塊15，該凸塊15的尺寸自基板11的下表面向下逐漸減小。該凸塊15具有至少一個相對該基板11的下表面傾斜的斜面151。在本實施例中，該凸塊15的截面形狀為倒置的梯形，其具有從基板11的下表面向下延伸到兩個斜面151及連接於斜面151末端的平面152，該平面152與基板11的下表面相互平行。在不同的實施方式中，該凸塊15可以為側面為斜面的其他任意幾何體，如錐形或圓臺等。該基板11可採用陶瓷或金屬材料藉由一體成型的方式製作而成。
所述電極12設置於所述基板11上，並從該基板11的上表面繞行基板11的相對兩側面延伸至基板11的下表面。其中，位於基板11下表面的電極12厚度較大，從而構成用於將發光二極體10電性連接電路板20的焊點16。該焊點16的厚度與所述凸塊15的高度大致相等。
當然，在其他實施例中，所述發光二極體10還可以是發光二極體晶片13，所述凸塊15則可以從對應發光二極體晶片13下表面的藍寶石基板或矽基板向下凸設形成。
所述電路板20用於承載發光二極體10，電路板20將所述發光二極體10與外部電源電連接而為發光二極體10提供電能。該電路板20大致呈板狀，電路板20的上表面上設有防焊層21。該防焊層21不連續地塗覆於該電路板20的上表面而形成複數個分離的防焊墊24，相鄰防焊墊24之間分別形成焊錫區22，以供發光二極體10的焊點16焊接連接，部分防焊墊24上設有可供發光二極體10的凸塊15卡入的第二卡持部。本實施例中，所述第二卡持部為一個貫穿或不完全貫穿對應的防焊墊24的凹槽23。位於同一直線上的每相鄰三個防焊墊24與一個發光二極體10相對應，所述三個防焊墊24之間相互間隔形成兩個焊錫區22，以分別供對應發光二極體10的兩個焊點16焊接連接，而位於所述兩個焊錫區22之間的防焊墊24的中央設置所述第二卡持部，以供對應發光二極體10的第一卡持部卡入。該防焊層21的厚度小於或等於發光二極體10的焊點16的厚度。該凹槽23的位置與發光二極體10的凸塊15的位置對應，當發光二極體10的凸塊15卡入對應防焊墊24上的凹槽23後，所述發光二極體10的焊點16恰好與位於防焊墊24兩側的兩個焊錫區22接觸。
請同時參閱圖2，在利用打件機將發光二極體10貼裝於電路板20上的過程中，先將所述發光二極體10的凸塊15對準對應防焊層21上的凹槽23，再將發光二極體10向下置入。其中，該凹槽23呈方矩形，凹槽23的寬度大於凸塊15的最小寬度且小於凸塊15的最大寬度，當凸塊15完全卡入凹槽23後至凸塊15的平面152與電路板20相接觸時，凸塊15的斜面151與防焊墊24上圍設形成所述凹槽的側面231相互抵靠。在本實施例中，凸塊15的最小寬度即為凸塊15的平面152的寬度。所述防焊墊24圍設形成所述凹槽23的側 面231，凸塊15的斜面151與電路板20的上表面共同形成一個直角三角形30，即當發光二極體10的凸塊15卡入對應防焊墊上的凹槽23後，凸塊15的斜面151與防焊層21之間形成的間隙的橫截面為直角三角形30。所述直角三角形30的高度h即為防焊層21的厚度，該直角三角形30的底邊邊長d即為凹槽23的寬度減去凸塊15的平面152的寬度的二分之一。該高度h與底邊邊長d的比值大於或等於2：1。採用此比例，有利於保證凸塊15在卡持於凹槽23內後具有較大的作用力以防止脫落。所述底邊邊長d通常與發光二極體10的安裝所需保證的精準度相等。例如，若要求該發光二極體10的安裝精度為0.1mm，則底邊邊長d至少應該為0.1mm，從而高度h至少應該為0.2mm，能更好地保證凸塊15卡持於凹槽23中後具有較大的作用力，防止該凸塊15輕易地從凹槽23中脫出從而產生歪斜。此外，由於該發光二極體燈條的凸塊15從的基板11下表面向下伸出並與電路板20相接觸，有利於將發光二極體晶片13產生的熱量經由該凸塊15快速傳導至電路板20，從而更加利於熱量的散發，提高了該發光二極體燈條的散熱性能。
在不同實施例中，該第一卡持部也可以為自基板11下表面向內凹陷的凹槽，該第二卡持部還可以為自防焊墊24上表面向上凸伸形成的凸塊，該防焊墊24上的凸塊卡持於基板11的凹槽中，同樣可以達到相互卡持從而定位發光二極體10的作用。
請同時參閱圖3，為本發明的發光二極體燈條的製作方法，其步驟包括：提供發光二極體10，該發光二極體10的下表面設有焊點16，並於發光二極體10下表面設有第一卡持部，該第一卡持部為自發光二 極體10下表面伸出形成的凸塊15，所述凸塊15的高度與焊點16的厚度大致相等；提供電路板20，該電路板20上表面塗覆有防焊層21，所述防焊層21分隔形成複數個防焊墊24，相鄰兩防焊墊24之間形成有焊錫區22，部分防焊墊24上設有第二卡持部，該第二卡持部為自防焊墊24上開設的凹槽23；打件，將發光二極體10置於電路板20上並使發光二極體10的凸塊15正對對應防焊墊24的凹槽23後下壓，使得所述發光二極體10的凸塊15卡持於對應防焊墊24的凹槽23中以定位發光二極體10，且發光二極體10的焊點16分別與兩焊錫區22接觸；焊接，將承載所述發光二極體10的電路板20過回焊爐，使得焊錫區22的焊錫熔化後再冷卻後與發光二極體10的焊點16焊接固定，形成前述發光二極體燈條。
在上述製作方法中，由於發光二極體10及電路板20上的防焊層21之間設有可卡持定位的凸塊15及凹槽23，使得打件及焊接過程中了發光二極體10貼設於電路板20上的位置不會發生偏移，從而可保證發光二極體燈條中所述發光二極體10貼裝位置的精準度，保證該發光二極體燈條成品的性能。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10‧‧‧發光二極體
11‧‧‧基板
12‧‧‧電極
13‧‧‧發光二極體晶片
14‧‧‧封裝層
15‧‧‧凸塊
151‧‧‧斜面
152‧‧‧平面
16‧‧‧焊點
20‧‧‧電路板
21‧‧‧防焊層
22‧‧‧焊錫區
23‧‧‧凹槽
24‧‧‧防焊墊

Claims (10)

  1. 一種發光二極體燈條，包括發光二極體及承載該發光二極體的電路板，該發光二極體下表面設有至少二焊點以將發光二極體與電路板電性連接，該電路板上塗覆有防焊層，其改良在於：所述發光二極體的下表面設有第一卡持部，所述防焊層上設置有可供第一卡持部卡持定位的第二卡持部，所述第一卡持部設置於兩焊點之間並與兩焊點絕緣。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體燈條，其中所述第一卡持部及第二卡持部其中一個為凸塊，另一個為凹槽。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體燈條，其中所述發光二極體為發光二極體封裝結構，包括基板及位於基板上的發光二極體晶片，所述第一卡持部為從該基板的下表面向下伸出的凸塊，該凸塊包括該至少一個相對該基板的下表面傾斜的斜面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體燈條，其中所述防焊層包括複數個間隔設置的防焊墊，相鄰防焊墊之間形成焊接區，所述第二卡持部為設於防焊墊上的凹槽。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體燈條，其中所述第二卡持部對應第一卡持部設置，當第一卡持部卡持於第二卡持部中時，所述焊點與焊錫區接觸。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體燈條，其中所述第一卡持部的斜面抵靠於所述防焊墊圍設形成的第二卡持部的側面，該斜面與側面以及電路板的上表面共同形成一個直角三角形，該直角三角形的高度與底邊的比例為2：1。
  7. 一種發光二極體燈條製造方法，包括以下步驟： 提供發光二極體，該發光二極體下表面設有至少二焊點以將發光二極體與電路板電性連接，發光二極體設有第一卡持部，所述第一卡持部設置於兩焊點之間並與兩焊點絕緣；提供電路板，該電路板上塗覆有防焊層，該防焊層分隔形成複數個防焊墊，相鄰防焊墊之間形成可供發光二極體的焊點連接的焊接區，至少一防焊墊上設有第二卡持部；將發光二極體置於電路板上，發光二極體的第一卡持部與所述至少一個防焊墊的第二卡持部相互卡持而定位，且發光二極體的焊點與焊接區連接。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體燈條製造方法，其中所述第一卡持部及第二卡持部其中一個為凸塊，另一個為凹槽。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體燈條製造方法，其中所述第一卡持部為自發光二極體下表面向下凸伸形成的凸塊，所述第二卡持部為自防焊墊上表面向下開設的凹陷，該凸塊具有至少一個相對發光二極體下表面傾斜的斜面，該凸塊卡持於凹陷中，該斜面抵靠於防焊墊上圍設形成的凹陷的側壁。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的發光二極體燈條製造方法，其中所述第一卡持部為自發光二極體下表面向上開設的凹陷，所述第二卡持部為防焊層上凸伸形成的凸塊，所述第二卡持部卡持於第一卡持部中，所述第二卡持部具有至少一個相對發光二極體的下表面傾斜的斜面，該斜面抵靠於所述第一卡持部。
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